铬基复合氧化物的水热合成及表征

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近年来,钙钛矿型正交结构的稀土铬酸盐的合成、结构、磁性以及电学性质等信息,相继被化学界及物理界大量报道。主要是因为该类材料具有许多优异的物理性质而使其具有极大的潜在应用价值。在制备材料方法中,与其他合成方法相比较而言,水热法具有合成温度低,合成样品纯度高,形貌可控,操作简便等优点。然而,水热体系下,与锰酸盐相比,铬酸盐较难合成,主要原因可能是由于该类材料的结构属于具有较高扭曲程度的钙钛矿材料,使得该类材料本身在水热体系下就不易形成。再者,水溶液中的八面体Cr(III)动力学上相对较弱的稳定性,也可能是铬酸盐材料在温和的水热条件下难以合成的一个重要原因。同时,三价铬在高碱性体系条件下,极易被氧化成六价铬,使得利用KOH等碱作为矿化剂时的水热条件下,不易合成铬元素为三价的钙钛矿型铬酸盐。因此,受动力学及热力学等多方面条件限制,对于成功的利用水热法合成铬酸盐,更高的反应温度(也就意味着更高的自生压力)是一个颇为重要的合成条件。关于铬酸盐的水热合成相关报道很少,其中大部分利用的是非常规的水热合成方法(例如利用自制的反应釜使得反应体系能够达到300℃甚至更高的温度)。目前,利用常规水热,在相对较低的反应温度下,合成钙钛矿型铬基复合氧化物是一个等待突破的瓶颈。本论文中,利用聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜,于较温和的温度260℃条件下,在水热体系中,成功的合成出了A位掺杂了二价碱土金属Sr的LaCrO3以及RCrO3(R=La,Pr,Nd,Sm,Dy,Ho)系列稀土铬酸盐。并对所合成的样品利用XRD、EDS、SEM、ICP等手段对结构、形貌及组成等进行了表征。表征结果证实我们合成的样品形貌粒径均匀,纯度较高。对La1-xSrxCrO3系列样品进行了电导率测试,测试结果表明样品导电行为遵循小极化子跃迁导电机制。对所有样品进行了初步的磁性表征,发现除DyCrO3外,其余样品均表现出室温至低温条件下顺磁-反铁磁转变。
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